机械功与机械能单元测试卷

姓名：_______________班级：_______________考号：_______________

一、选择题

（每空？ 分，共？ 分）

1、如图所示，建筑工人用一个滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m所用的时间为40s，人所用的拉力是400N，则

A．此滑轮组的机械效率为75％

B．物体上升的过程中机械能总量不变

C.拉力所做的总功为2800J

D．此人的功率为40W

2、如图所示，木板可绕固定的水平轴O转动。木板从水平位置OA缓慢地转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止。在这一过程中，物块的机械能增加了2J。用F₁表示物块受到的支持力，用F₂表示物块受到的摩擦力，在这一过程中，下列说法：①F₁和F₂对物块都不做功；②F₁对物块做功为2J，F₂对物块不做功；③F₁对物块不做功，F₂ 对物块做功为2J；④F₁和F₂对物块所做的总功为2J；⑤物块的重力势能增加了2J，其中正确的是                （　  　）

A．①⑤     B．③④        C．③④⑤         D．②④⑤

3、一物体在空气中沿竖直方向运动，运动过程中只受重力和空气阻力的作用。则该物体的(    )

A．动能可能不变     B．势能可能不变       C．机械能一定不变      D．机械能可能不变

4、如图所示，从斜面上滚下的小球能推动平面上的木块前进一段距离，最后小球和木块都静止，对此现象，下列说法中正确的是(　　)

A．小球和木块的机械能都消失了

B．小球的机械能转移到木块上，但机械能的总量保持不变

C．小球和木块的机械能转化成其他形式的能量(如内能等)，但能的总量保持不变

D．以上说法都不对

5、将你的文具盒或直尺的一端抬起形成一个斜面，把你的橡皮放在斜面的顶端如图所示，改变斜面的倾角，由静止释放后的橡皮沿斜面下滑，对应橡皮的下滑过程，下列说法正确的是

A.橡皮所受支持力做了功      B.橡皮的机械能增加了

C.橡皮所受的重力做了功      D.橡皮的动能不变

6、如图所示，小球从斜面上某一高度由静止开始滑下，撞击静止于水平木板上的木块（不计空气阻力），下列说法正确的是(       )

 A．小球在斜面上下滑的过程中，如果以木板为参照物，小球是静止的

B．若木板的表面光滑且足够长，最终木块的动能保持不变

 C．木块对木板的压力就是木块的重力

D．小球从斜面上开始下滑到撞击木块后静止的过程中，小球的机械能先变大后变小

7、如图7中甲图所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像。下列说法正确的是

A．两次木块运动的速度相同

B．木块第一次受到的摩擦力较大

C．两次拉力对木块做的功一样多

D．两次拉力对木块做功的功率一样大

8、质量为45kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示．根据图像可估算出该同学在1min内克服重力做功的平均功率为

    A．45W          B．135W         C．169W       D．270W

9、如图，同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出（不计空气阻力和摩擦），设小球刚落地时的速度分别为V1、V2、V3，则（    ）

A、V1＞V2＞V3      B、V1＜V2＜V3    C、V1=V2=V3        D、无法确定

二、多项选择（每空？ 分，共？ 分）

10、如图所示，用两个滑轮分别匀速提升A、B两个物体，拉细绳的力F大小相等，在相同时间内，物体上升的距离也相等，绳重及摩擦不计，滑轮的质量小于物体的质量，甲的有用功为W_甲，机械效率为η_甲，拉力的功率为P_甲；乙的有用功为W_乙，机械效率为η_乙，拉力的功率为P_乙；比较甲、乙两个装置可知:

A．P_甲＞P_{乙    ;}                                                   B．P_甲＜P_乙;

C. W_甲＜ 2W_乙，η_甲＜η_乙，;       D．W_甲＝W_乙，η_甲＜η_乙.

11、蹦床比赛已被列入奥运会正式比赛项目，图6是小朋友玩蹦床的情景，对他们在上升和下落过程中机械能的变化，下列分析正确的是（忽略空气阻力）

A．小孩上升到最高点时的重力势能最大

B．小孩在空中下落的过程中重力势能转化为动能

C．小孩下落到最低点时的动能最大

D．小孩下落到最低点时蹦床的弹性势能最大

三、填空题（每空？ 分，共？ 分）

12、如图是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同且距地面30cm，小球在A点的重力势能　　（选填“大于”、“小于”或“等于”）B点的重力势能，小球在A点的动能　　　（选填“大于”、“小于”或“等于”）B点的动能；若小球的质量为100g，它从A点落到地面，重力做功　　　　J．（g=10N/kg）

13、2013年我国探月工程向前迈进了一大步，“玉兔号”探月器成功探月.在“玉兔号”从距离月球5km高处减速降落时，“玉兔号”的重力势能______（减小/增大/不变），动能______（减小/增大/不变），该过程主要依靠大推力发动机提供的7500N反向推力完成，历时10min.若发动机始终提供竖直向上的反向推力，且“玉兔号”始终沿着竖直方向降落，则降落过程中，发动机共对“玉兔号”做功______J，做功的功率为______W.

14、2013年12月14日，“嫦娥三号”在月球表面着陆。着陆前，速度从1700m/s逐渐减小为0，悬停在距月面100m高处。在减速过程中，“嫦娥三号”所载“月兔”号月球车质量__________（增大/不变/减小），动能__________（增大/不变/减小）。“速度从1700m/s逐渐减小为0”所选参照物是__________。

15、如图所示为竖直向上抛出的石块在上升过程中      （填“动能”或“重力势能”）随高度变化的图线（不计空气阻力），由图像可知：石块在5m高处时的机械能为      J。

16、如图是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的装置。让同一小车从斜面上不同的高度由静止开始运动，碰到同一位置的相同木块上。目的是探究小车动能的大小与      的关系；若小车推动木块移动的距离越大，说明小车对木块          越多，从而判断小车的动能越大；若水平面绝对光滑，按上述方案本实验将         （能／不能）达到探究目的。

17、如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为_____N，测力计上升的高度s为0.2m．物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，则杠杆的机械效率为_____%，使用该杠杆做额外功的一个原因是______________________。

18、如图11所示，质量为40g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中，重力做功为　　　J；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为　　　J。

19、如图（a）所示，A物体重力为50牛，在拉力F的作用下，A物体10秒内匀速上升2米，则拉力F的功率是  （13）  瓦。若分别使用图6（b）和（c）的装置将A物体匀速提升2米（不计滑轮的重和摩擦），则拉力F₁  （14）  F₂（选填“大于”、“等于”或“小于”），拉力F₁所做的功 （15） 拉力F₂所做的功（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

20、夏季是雷电多发季节，强雷电的内部温度可高达3×10⁴℃。因树木中含有水分，当雷电劈中树木时，强电流通过树身会产生大量的热，使树木中的水分发生_______（填物态变化的名称）现象，形成高温高压的水蒸气，这些气体体积迅速膨胀对树木________，会将树木劈开。请同学们雷雨天不要在书树下避雨。

21、如图所示，用F =8.5N的水平拉力，使质量为10Kg的物体沿水平方向匀速移动10m，则拉力做的功是______ J，重力做的功是_____ J，物体受到的摩擦阻力等于______ N．

22、如图所示，物体重2000N，当它沿水平地面匀速运动时所受的阻力为240N，若不计滑轮的重与摩擦，使物体以1m/s的速度匀速前进，经过10s时间，拉力的大小F=______N，拉力做的功是______J，拉力的功率是______W.

四、简答题（每空？ 分，共？ 分）

23、阅读短文，回答问题：    过  山  车

当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎推动就能“翻山越岭”呢?   

过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能。过山车的重力势能处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的势能不断减小，动能不断增大；由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低(如图24所示)。像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。   

 (1)过山车通过A点向上运动过程中，动能        (选填“变大”、“变小”或“不变”)；
(2)后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，是由于过山车运动过程中，将部分机械能转化为           ；
(3)过山车旅行过程中，遇到紧急情况能够准确停下来，是由于                        ；
(4)过山车第一次下行后，是利用          作为“发动机”的；在生产与生活中，与过山车利用了相同“发动机”的有                 (举一例即可)。

24、如图7是一个阶梯形的光滑台面，小球以一定的速度V沿上一级水平台面向右运动。在你看来，此后小球经斜面和下一级水平台面的运动路线是甲或乙中的哪一种情况?回答后简要说明理由。

五、实验,探究题（每空？ 分，共？ 分）

25、小静在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，如图甲所示．

小静想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？

通过了解和初步实验，小静发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象．为进一步探究，她设计了下述实验方案：

将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的滴水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h₁，如图乙所示，释放A球，撞击后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h₂．通过比较h₂与h₁的大小关系即可作出判断．

请你作答以下问题：

（1）A球从斜面滑下的过程中，　　　　　能转化为动能．

（2）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了　　　　　能．

（3）已知重力势能的计算公式为E_p=mgh，动能的计算公式为E_k=mv²．若轨道光滑，则碰撞前瞬间A球运动速度的表达式v_A=　　；若h₂=h₁，则说明B球被撞后开始运动的速度v_B　　　　　v_A（选填“＞”、“=”或“＜”）．

（4）在实际实验中，测出的h₂总小于h₁，若导致这一现象的原因是轨道不光滑，那么，在阻力不可避免的情况下，你认为小静的设计是否还有价值？请说出你的理由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　．

26、如下图所示，单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动。请回答：

（1）这两个实验可以说明的同一个物理问题是：             ；

 （2）从单摆的实验看，在A、B、C三点位置，哪个点的位置动能最大     ；

 （3）小明通过查阅资料知道单摆的周期只与摆绳的长度有关，那么单摆的周期公式最有可能的是下面            ；

  A. T=m  B. T=2  C. T=  D. T=2㎡

完成下表的数据：         

27、火车进站时仍具有较大的动能，要使火车停下来需要刹车，造成能量的损失。小红想：怎么样才能让火车到车站时把动量转化为其它形式的能量先储存起来，这样火车就可以不刹车而停下来；当火车开动时，再将这些能量转化加以利用，从而避免能量的浪费。请你根据小红的思路，在上面的框中简单画出你设计的火车站台（用于停靠火车的平台）

28、检测机构为了检测汽车的刹车性能，在同一场地做了如下实验：

（1）某车以不同车速行驶时，测得有关数据如图甲所示。其中反应距离是指司机发现情况，决定刹车到脚踩在刹车踏板上时，车通过的距离；刹车距离是指脚踩在刹车踏板上，使车减速，到车停时车通过的距离。如果司机以60km/h的速度驾驶，从发现情况，决定刹车到车停止时，车通过的距离为           m。

（2）汽车的刹车方式有两种：

方式一：刹车时，车轮不能滚动，只能滑行，直至车停。

方式二：刹车时，车轮仍保持滚动，但滚动减慢，直至车停。

图乙反映的是以方式一和方式二刹车所产生的刹车距离的比较。从图中可知，在车速相同时，采用              （刹车方式一/刹车方式二）刹车后，刹车距离较短。

（3）检测中，相同的A、B两车均以v₁速度行驶，A车采取方式一刹车，B车采取方式二刹车，刹车时车与障碍物的距离相等（距离小于S₁，如图），则撞击时________（A/B）车对障碍物的破坏程度更大，理由是______________________________（请结合图乙中曲线说明）。

29、在实验室里，小明和同学们做如图所示的实验。他们使同一辆小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，接着在不同材料的水平表面上继续运动。实验完毕后，同学们讨论时提出了一些问题，请你帮助他们回答：

⑴为什么要让同一辆小车从同一个斜面的同一高度滑下？_________________；

⑵小车在运动过程中受力是否平衡？_____________________；

⑶小车在水平平面上运动的全过程中，三次克服阻力做的功是否相等？_____________________。（填：“相等”、“不等”或“无法判断”）

六、计算题（每空？ 分，共？ 分）

30、液压千斤顶是汽车等运输机械常备的维修工具。如图所示的是液压千斤顶的原理剖面图。只要对小活塞施加一个不大的作用力使小活塞下降距离h₁，就可以利用大活塞上升距离h₂把一辆汽车顶起来而便于更换和修理轮胎。如果活塞、液体本身所受的重力及摩擦可以忽略不计，试根据功的原理和液体的不可压缩性推导出：作用在大、小活塞上的力和大、小活塞的面积有以下关系。

31、用如图所示装置，完成下列问题（不考虑绳重及摩擦）。

（1）要求滑轮组由4股绳子承担重物，请用笔画线代替绳子将滑轮组绕好；

（2）用第（1）问绕好的滑轮组匀速提升200N的重物，在重物上升0.2m的过程中，拉力的功率为60W，滑轮组的机械效率为50％，则：

①滑轮组的有用功为多少？

②拉力做的总功为多少？

③绳子的自由端上升的速度为多少？

参考答案

一、选择题

1、AD

2、D

3、A

4、C　点拨：由于小球跟斜面、小球和木块与水平面间都有摩擦存在，小球和木块都要克服摩擦做功，使机械能转化为内能(小球、木块、斜面、平面的内能都增加)，但在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变，故本题选C。

5、C

6、B    

7、C

8、D

9、C

二、多项选择

10、AC

11、ABD

三、填空题

12、皮球在A点的高度和B点的高度相等，质量也没变，根据重力势能的影响因素可知：皮球在A、B两点的重力势能相等；

由于皮球在A位置的这次弹跳要高于B位置的这次弹跳，所以，皮球在A、B两位置是的机械能的大小不同，A位置的机械能大于B位置时的机械能．因此，在A、B两位置重力势能相等的情况下，A位置的动能大于B位置的动能．

小球的重力G=mg=100g×10³kg×10N/kg=1N，

重力做功W=Gh=1N×30×10^﹣2m=0.3J．

故答案为：等于；大于；0.3．

13、

14、不变、减小、月球

15、      动能         、       300      。

16、 速度          做功           不能  

17、2.5   90%　杠杆自身重力等

18、0.2   0.12

【解析】从a到b过程中，其重力是做功的，即W=Gh=mgh=0.04kg×10N/kg×0.5m=0.2J；

整个过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能就等于小球从a到d点重力所做的功，即W= W=Gh=mgh=0.04kg×10N/kg×0.3m=0.12J。

19、10；大于；等于。

20、汽化做功

21、85；0；8.5；

22、___80____N， ____2400____J， ____240____W.

四、简答题

23、解：(1)变小  (2)内能  (3)安装了机械制动装置(或摩擦)    (4)重力势能  水利发电(或滑滑梯)

24、为乙图所示情况；小球在离开上一级平台时，由于惯性还要沿水平向前运动，而不会沿斜面向下。

五、实验,探究题

25、 解：（1）A球从斜面滑下的过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；

（2）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了动能；

（3）因轨道光滑时，A球下滑的过程中重力势能全部转化为动能，

所以，E_p=E_k，即mgh₁=mv_A²，

解得：v_A=；

若h₂=h₁，则最高点时A和B球的重力势能相等，

由上面的匀速可知，B球碰撞后的速度和A球碰撞前的速度相等，即v_B=v_A；

（4）有价值．在阻力无法避免的情况下，用光滑程度不同的轨道多次实验，轨道越光滑，h₂约接近h₁，

即可推理得出：当无阻力时，h₂=h₁，即可判断v_B=v_A．

故答案为：

（1）重力势；

（2）动；

（3）；=；

（4）有价值．在阻力无法避免的情况下，用光滑程度不同的轨道多次实验，轨道越光滑，h₂约接近h₁，即可推理得出：当无阻力时，h₂=h₁，即可判断v_B=v_A．

26、（1）动能与势能之间相互的转换

   （2）B 

（3）B 、2.84

27、 只要有两个斜面（直线和曲线）就给分：画出一个斜面得1分

28、.35；刹车方式二；B；撞击时车速度大，动能大。

29、⑴小车在水平面的初始速度相等；⑵受力不平衡；⑶相等。

六、计算题

30、证明：由题意知小活塞下降的距离为h₁时，大活塞上升的距离为h₂，

由功的原理：（2分）

又由液体的不可压缩性，即（2分）

综合有：     所以   （1分）

31、（1）如图

（2）①W_有=Gh=200N×0.2m=40J

②η=           W_总===80 J

③W_总=FS    S=4h           F===100N

P=Fv                V===0.6m/s